光與光合作用

光與光合作用第4節(jié)能量之源——光與光合作用一、捕獲光能的色素和結構二、光合作用的原理和應用白化苗正常苗葉綠體中色素的提取和分離一、捕獲光能的色素和結構(一)實驗1.實驗原理：2.實驗步驟：3.實驗結果：4.注意事項：1.實驗原理:（1）為什么用無水乙醇提取綠葉中的色素而不用水提取色素？若實驗室中沒有無水乙醇，能否用其它有機溶劑代替？綠葉中的色素溶于無水乙醇等有機溶劑，但不溶于水。能（2）將綠葉中色素分離的方法和原理方法：原理：綠葉中的色素能溶解在

中，且不同的色素在

的

不同：

高的隨

在

上擴散得快；反之則慢。幾分鐘之后，綠葉中的色素會隨著

在

上的擴散而分離開。紙層析法層析液中層析液中溶解度溶解度層析液濾紙層析液濾紙（1）提取色素：研磨，加少許的石英砂和碳酸鈣無水乙醇，快速研磨將研磨液進行過濾剪碎葉片，放入研缽中制備濾紙條畫濾液細線紙層析層析液（2）分離:4.注意事項1.選材時應注意選擇鮮嫩、色濃綠。2.畫濾液細線時應以細、齊、直為標準，重復2-3次。3.層析時不要讓濾液細線觸及層析液，加蓋。葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素討論：1.濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？3.實驗結果：2.其排序怎樣？寬窄如何？這說明了什么？色素種類顏色含量在層析液中的溶解度擴散速度主要吸收的可見光作用藍綠色黃綠色黃色橙黃色葉綠素類胡蘿卜素3／41／4葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素最多較多最少較少最小最大較大較小最快最慢較快較慢紅光藍紫光藍紫光吸收、傳遞、轉化光能葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光（二）光合色素的吸收光譜葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜類胡蘿卜素：吸收藍紫光葉綠素：吸收藍紫光和紅光基粒外膜內膜基質類囊體(有色素和酶)(含有酶、DNA)(三)葉綠體的結構類囊體(增加膜面積)材料：水綿、好氧菌(四)葉綠體的功能——恩格爾曼實驗方法：結論：氧氣是葉綠體釋放出來的。葉綠體是光合作用的場所。光合作用需要光能黑暗、無空氣環(huán)境極細光束照射完全曝光好氧菌只集中在葉綠體被光束照射到的地方好氧菌集中在葉綠體所有受光部位光束完全曝光極細光束照射材料：水綿、好氧細菌(四)葉綠體的功能——恩格爾曼實驗方法：結論：氧氣是葉綠體釋放出來的。葉綠體是光合作用的場所。光合作用需要光能Ⅰ、實驗材料選擇a

和b

。a的優(yōu)點是

；b的優(yōu)點是

。Ⅱ、沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了

和

干擾。Ⅲ、用極細的光束照射，葉綠體上可分為

和

的部位，相當于一組

實驗。Ⅳ、臨時裝片暴露在光下的實驗再一次

。水綿好氧細菌葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察可確定釋放氧氣多的部位氧氣光光照多光照少對比驗證實驗結果思考：二、光合作用的原理和應用(一)光合作用的探究歷程(二)光合作用的過程三、光合作用原理的應用年代科學家結論與觀點1771普利斯特利植物可以更新空氣1779英格豪斯只有在光照下只有綠葉才可以更新空氣1845植物在光合作用時把光能轉變成了化學能儲存起來1864薩克斯綠色葉片光合作用產生淀粉1880恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用的場所。1939魯賓、卡門光合作用釋放的氧來自水。20世紀40代卡爾文光合產物中有機物的碳來自CO2(一)光合作用的探究歷程一段時間后一段時間后1.普利斯特利實驗(一)光合作用的探究歷程結論：植物可以更新空氣1.普利斯特利實驗（置于暗處幾小時）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光為了使綠葉中原有的有機物消耗殆盡2.薩克斯的實驗綠色葉片黑暗處理一半曝光一半遮光變藍沒有變藍碘蒸汽處理綠色葉片在光的作用下產生了淀粉,光合作用需要光結論:2.薩克斯的實驗第一組結論：光合作用產生的O2來自于H2O。H218OCO2H2OC18O2第二組18O2O23.魯賓和卡門實驗（同位素標記法）光反應暗反應(二)光合作用的過程根據是否需要光，光合作用的過程可以概括地分為

和

兩個階段。葉綠體色素2H2O水的光解葉綠體色素O2[H]ADP＋Pi酶ATP2C3多種酶參加催化供氫供能還原CH2O暗反應光反應CO2C5固定色素光能1.光反應階段酶光、色素、葉綠體內的類囊體膜上水的光解：H2O[H]+O2光能酶（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶條件：場所：物質變化：能量變化：光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能光反應色素ADP+PiATP2H2OO2酶吸收光解光能4[H]2.暗反應階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質中多種酶、條件：場所：物質變化：能量變化：

ATP中活躍的化學能轉變?yōu)樘穷惖?/p>

有機物中穩(wěn)定的化學能2C3酶[H]、ATP2C3CH2OC5多種酶固定還原CO2ADP+PiATP酶能[H]暗反應糖類(CH2O)光反應階段暗反應階段進行部位條件物質變化能量變化聯系葉綠體類囊體薄膜上

葉綠體基質中光、色素和酶不需光、多種酶、ATP、[H]光反應為暗反應提供還原劑[H]和能量ATP暗反應產生的ADP和Pi為光反應合成ATP提供原料水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATP

ADP+Pi

→ATP光

酶光能CO2的固定CO2+C5→2C3C3的還原2C3(CH2O)

酶

酶ATP[H]3.光反應階段和暗反應階段的比較ATP中活躍化學能光能ATP中活躍化學能有機物中穩(wěn)定化學能4.光合作用的反應、概念：光能葉綠體CO2+H2O*

（CH2O）+O*26CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能葉綠體場所：能量：物質：通過葉綠體把光能轉變成化學能儲存把CO2和H2O轉變成有機物，釋放出O25.原料和產物的對應關系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的轉移途徑：碳的轉移途徑：光能ATP中活躍的化學能(CH2O)中穩(wěn)定的化學能CO2C3（CH2O）6.化能合成作用自養(yǎng)生物

以光為能源，以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著由光能轉換來的能量。例如綠色植物。異養(yǎng)生物

只能利用環(huán)境中現成的有機物來維持自身的生命活動。例如人、動物、真菌及大多數的細菌?；芎铣勺饔?/p>

利用環(huán)境中某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物。如硝化細菌、硫細菌。光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物所需的能量來源不同（光能、化學能）化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量

2HNO2+O22HNO3+能量能量6CO2+6H2O(CH20)+6O2硝化細菌的化能合成作用下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是_______，它被傳遞到葉綠體的______部位，用于____________________

。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自______④圖中G________,F是__________,J是_____________⑤圖中的H表示_______，H為I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基質用作還原劑，還原C3ATP色素吸收的光能光反應[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖類光照和CO2濃度變化對植物細胞內C3、C5、[H]、ATP、O2、(CH2O)ADP+PiATP葉綠體中的色素H2O

O2[H]酶酶多種酶C5CO22C3(CH2O)供氫酶短時間內變化C3C5[H]ATPO2(CH2O)光照增強光照減弱CO2增多減少CO2光合作用和細胞呼吸氣體代謝特點只有呼吸作用呼吸作用＞光合作用1.黑暗:2.很弱光照:3.一定光照:4.較強光照:呼吸作用＝光合作用呼吸作用＜光合作用三、影響光合作用強度的因素及相關原理的應用

（一）光合作用強度表示方法：植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數量。植物在單位時間內通過光合作用產生O2的數量植物在單位時間內通過光合作用吸收CO2的數量。

CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體(色素、酶）①Mg、N等礦質元素；②酶的活性受溫度等影響。光照強度、光質、光照時間；氣體反應物①作為反應物和反應的媒介；②水分→氣孔關閉→CO2供應（二）影響光合作用的因素2.外部因素反應條件：光、溫度、必需礦質元素反應原料：

CO2濃度、水1.內部因素植物種類不同同一植物在不同的生長發(fā)育階段同一植物在不同部位的葉片葉齡影響光合作用的因素有哪些？分析光下的植物突然停止光照后，其體內的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？氧氣是葉綠體釋放出來的。一、捕獲光能的色素和結構用打孔器打出大小相等的圓葉片若干片（避開葉的主脈）d—e:CO2濃度超過一定限度，將引起原生質體中毒或氣孔關閉，抑制光合作用。②大田生產“正其行，通其風”，即為提高CO2濃度、增加產量；在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在細胞間積累，結果使原來下沉的葉片上浮，根據上浮所需的時間長短，即能比較光合作用的強弱。Ⅲ、用極細的光束照射，葉綠體上可分為光反應階段和暗反應階段的比較維持葉綠體正常結構和功能以光為能源，以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著由光能轉換來的能量。以光為能源，以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著由光能轉換來的能量。以光為能源，以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著由光能轉換來的能量。以光為能源，以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著由光能轉換來的能量。P：NADP+和ATP的重要組分；（1）葉齡OA段——幼葉。隨幼葉的不斷生長，葉面積增大，葉綠體增多，葉綠素含量增加，光合速率增加。AB段——壯葉。葉片面積、葉綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率穩(wěn)定。BC段——老葉。隨葉齡的增加，葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。應用措施：農作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉。可降低其呼吸作用消耗有機物。

AB光照強度0吸收CO2陽生植物陰生植物B：光補償點C：光飽和點C釋放CO2（2）光照強度與光合作用強度關系A：細胞呼吸強度凈光合速率總光合速率細胞呼吸速率總光合速率=凈光合速率+呼吸速率a點：凌晨3-4點時，溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放減少。b點：早上6點左右，太陽出來，開始進行光合作用。bc段點：光合速率<呼吸速率。c點和e點：光合速率=呼吸速率。ce段：光合速率>呼吸速率。ef段點：光合速率<呼吸速率。fg段點：太陽落山，停止光合作用，只進行呼吸作用。光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？三、光合作用原理的應用只能利用環(huán)境中現成的有機物來維持自身的生命活動。氧氣是葉綠體釋放出來的。CO2+H2O*（CH2O）+O*2濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？隨葉齡的增加，葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。分析光下的植物突然停止光照后，其體內的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？綠葉中的色素溶于無水乙醇等有機溶劑，但不溶于水。用打孔器打出大小相等的圓葉片若干片（避開葉的主脈）H2O[H]+O2(一)光合作用的探究歷程二、光合作用的原理和應用（7）CO2濃度對光合作用強度的影響應用措施：①陽生植物應種植在陽光充足的地方，陰生植物應種植在蔭蔽的地方；②光強必須達到一定值(一般應該大于光補償點)。分析光下的植物突然停止光照后，其體內的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應停止[H]

↓

ATP↓還原受阻C3

↑C5↓（3）光質對光合作用強度的影響光合色素的吸收光譜光質(光的波長)復色(白色)光最好紅光其次藍紫光次之綠光最差影響（4）礦質營養(yǎng)對光合作用強度的影響N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分P：NADP+和ATP的重要組分；維持葉綠體正常結構和功能K：促進光合產物向貯藏器官運輸Mg：葉綠素的重要組分N、P、K等元素應用：超過一定濃度，會導致土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水。適時、適量施肥。1.適時播種2.溫室栽培時,白天適當提高溫度,晚上適當降溫（增加晝夜溫差）。溫度會直接影響酶的活性光合速率溫度10203040500ABC（6）溫度b點:CO2的補償點c點:CO2的飽和點

a—b:

CO2太低，農作物消耗光合產物；

b—c:

隨CO2的濃度增加，光合作用強度增強；

c—d:

CO2濃度再增加，光合作用強度保持不變；

d—e:CO2濃度超過一定限度，將引起原生質體中毒或氣孔關閉，抑制光合作用。acbde（7）CO2濃度對光合作用強度的影響ATP中活躍化學能超過一定濃度，會導致土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水。植物在光合作用時把光能轉變成了化學能儲存起來Ⅰ、實驗材料選擇a和b。把CO2和H2O轉變成有機物，釋放出O2同一植物在不同的生長發(fā)育階段ATP中活分析光下的植物突然停止光照后，其體內的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？(一)光合作用的探究歷程(一)光合作用的探究歷程（二）影響光合作用的因素CO2＋C52C3把光能轉變成化學能儲存以光為能源，以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著由光能轉換來的能量。暗反應產生的ADP和Pi為光反應合成ATP提供原料措施：

①多施有機肥或農家肥；②大田生產“正其行，通其風”，即為提高CO2濃度、增加產量；③釋放一定量的干冰或給植物澆碳酸飲料(施NH4HCO3)。應用：溫室栽培時適當提高CO2的濃度光合作用強度O時間：盛夏A

710121418預防干旱，合理灌溉1.水是光合作用的原料2.水是體內各種化學反應的介質3.水還影響氣孔的開閉,間接影響CO2進入植物體(8)水光合作用及呼吸作用在提高作物產量方面的主要應用途徑措施或方法延長光照時間補充光照增大光合作用面積間作、合理密植提高光合作用效率控制適宜光強、提高CO2濃度(如通風)、合